DE2806269C2

DE2806269C2 -

Info

Publication number: DE2806269C2
Application number: DE2806269A
Authority: DE
Inventors: Sven-Einar Dipl.-Ing. Vaesteraas Se Stenkvist
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1977-02-22
Filing date: 1978-02-15
Publication date: 1987-07-02
Also published as: US4161618A; DE2806269A1; FR2381435B1; SE404478B; GB1594037A; FR2381435A1; SE7701913L; JPS6041838B2; JPS53105738A

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsanordnung für Gleich strom-Lichtbogenöfen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Anordnung dient zur Überwachung des Kontaktes an der Start elektrode bzw. an der Badelektrode.The invention relates to a monitoring arrangement for equals Electricity arc furnaces according to the preamble of claim 1. The arrangement is used to monitor the contact at the start electrode or on the bath electrode.

In einem Gleichstrom-Lichtbogenofen liegen im Starkstromkreis zwei während verschiedener Betriebsphasen wirksame Elemente, nämlich die Startelek trode, die mit ungeschmolzenem chargiertem Schrott einen Kontakt herstellt, und die Badelektrode, die mit der Schmelze einen Kon takt herstellt. Die erstgenannte Kontaktherstellung wird beim Anfahren des Ofens vorgenommen. Ihr Zweck besteht darin, einen Schmelzensumpf zu erzeugen, der später einen Kontakt zwischen der Schmelze und der Badelektrode herstellen soll. Jeder der beiden genannten Kontakte muß gut sein, d. h. er muß einen ge ringen Übergangswiderstand haben, damit der Ofen zufriedenstel lend arbeiten kann. Bei einem schlechten Kontakt findet eine Leistungsverbrauch und eine Wärmeentwicklung an Stellen statt, wo diese schädlich sind. Ist beispielsweise der Kon takt zwischen der Startelektrode und dem Schrott schlecht, so entsteht ein zusätzlicher Lichtbogen, was einen erhöhten Elektrodenverschleiß zur Folge hat. Ist der Kontakt zwischen der Schmelze und der Badelektrode schlecht, was z. B. dann der Fall sein kann, wenn die Startelektrode zu früh zurückgezogen wird oder der Ofen zu früh in die Schlackenlage gekippt wird, so kommt es zu einer Überhitzung und evtl. zu einer Lichtbo genbildung in dem noch zu schwachen Schmelzenstrang in der Kontaktrinne zwischen Stahlbad und Badelektrode. Hierdurch entsteht ein starker Futterverschleiß in der Kontaktrinne.In a direct current arc furnace lie in the high current circuit two elements that are effective during different operating phases, namely the Startelek trode a contact with unmelted charged scrap manufactures, and the bath electrode, the Kon with the melt clock. The first-mentioned contact establishment is carried out at Started the furnace. Your purpose is one To produce melt swamp, which later made contact between the melt and the bath electrode is to produce. Everyone who both of these contacts must be good, d. H. he must have a ge rings have transition resistance so that the furnace is satisfied can work. In the event of poor contact, one finds Power consumption and heat development in places instead of where these are harmful. For example, if the con clocks badly between the starting electrode and the scrap, this creates an additional arc, which increases Leads to electrode wear. Is the contact between the melt and the bath electrode bad, what z. B. then the May be the case if the starting electrode is withdrawn too early or the furnace is tipped into the slag layer too early, this leads to overheating and possibly a light boil gene formation in the still too weak melt strand in the Contact channel between steel bath and bath electrode. Hereby there is a strong lining wear in the contact channel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu entwickeln, durch die die Güte der beiden genannten Kontakte überwacht werden kann.The invention has for its object an arrangement develop through which the goodness of the two contacts mentioned can be monitored.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Überwachungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welche die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.A monitoring arrangement according to is used to solve this task proposed the preamble of claim 1, which in characterizing part of claim 1 mentioned features.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen genannt. Advantageous developments of the invention are in the Unteran called sayings.

Durch die Anordnung nach der Erfindung wird ein mangelhafter Kontakt zwischen der Startelektrode und dem Schrott bzw. zwischen der Badelektrode und der Schmelze angezeigt. Hier durch kann vermeiden werden, daß der Ofen aufgrund einer fal schen Bedienung oder eines Versehens mit schlechten Kontakt stellen arbeitet. Auch erhält man hierdurch eine Möglichkeit zum Alarmgeben oder zum selbsttätigen Einleiten von Notmaßnahmen. Die Anordnung ist einfach, wirtschaftlich und betriebssicher.The arrangement according to the invention makes a defective one Contact between the starting electrode and the scrap or displayed between the bath electrode and the melt. Here can prevent the oven from falling due to a fall operation or an accident with poor contact make works. This also gives you one Possibility to issue an alarm or to initiate emergency measures automatically. The Arrangement is simple, economical and reliable.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to the figures. It shows

Fig. 1 ein Schaltschema für einen Gleichstrom-Lichtbogen ofen, Fig. 1 is a circuit diagram oven for a DC arc,

Fig. 2 ein Ersatzschaltschema des Schaltschemas gemäß Fig. 1. FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram of the circuit diagram according to FIG. 1.

Die in Fig. 1 mit 1 bezeichnete Charge ist in einem Ofengefäß 2 eingeschlossen. Mit 3 ist der Ofengefäßmantel (Ofenhülle) be zeichnet, der bei 14 geerdet ist. Die Lichtbogenelektrode 5 ist an den negativen Pol der Speisegleichspannungsquelle angeschlos sen, also als Kathode geschaltet. Diese Lichtbogenelektrode be steht normalerweise aus Grafit oder ist als selbstbackende Elektrode ausgebildet. Zwischen der Elektrode 6 und der Charge wird ein Lichtbogen 15 erzeugt. Die Startelektrode 6 soll im Augenblick des Anfahrens des Ofens einen Strom durch den festen chargierten Schrott ermöglichen, um dadurch einen Schmelzensumpf für die spätere Kontaktbildung mit der Badelektrode 7 zu erzeugen. Nachdem dieser Kontakt hergestellt ist, kommutiert der Strom auf übliche Weise von der Startelektrode 6 zur Badelektrode 7, und die Startelektrode 6 kann aus dem Bad herausgezogen werden. Die Badelektrode ist wie die Startelektrode an den positiven Pol der Gleichstromquelle angeschlossen.The batch designated 1 in FIG. 1 is enclosed in an oven vessel 2 . With 3 the furnace vessel jacket (furnace shell) is marked, which is grounded at 14 . The arc electrode 5 is connected to the negative pole of the DC supply source, that is, switched as a cathode. This arc electrode is usually made of graphite or is designed as a self-baking electrode. An arc 15 is generated between the electrode 6 and the charge. The starting electrode 6 is intended to allow a current through the solid charged scrap at the moment the furnace is started up, in order thereby to produce a melt sump for the subsequent contact formation with the bath electrode 7 . After this contact has been made, the current commutates in the usual way from the start electrode 6 to the bath electrode 7 , and the start electrode 6 can be pulled out of the bath. Like the start electrode, the bath electrode is connected to the positive pole of the direct current source.

Fig. 2 zeigt ein Ersatzschaltschema des Ofens gemäß Fig. 1, aus welchem die Verteilung der Widerstände in den elektrischen Krei sen ersichtlich ist. Soweit in Fig. 2 dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet werden, handelt es sich um dieselben Gegenstände wie in Fig. 1. Der Widerstand 4 beschreibt symbo lisch den Übergangswiderstand zwischen der Charge und dem Ofen gefäßmantel. (In Wirklichkeit ist zwischen der Charge und dem Ofengefäß kein separater Widerstand vorhanden.) Der Schalter 8 symbolisiert das Herunterfahren und Herauffahren der Startelek trode, als die Ein- und Ausschaltfunktion zwischen der Start elektrode und der Charge beim Anfahren des Ofens. Auch zwischen der Badelektrode und der Charge gibt es die beiden Zustände "Kontakt vorhanden" und "Kontakt nicht vorhanden". Diese bei den Zustände werden durch den Schalter 9 symbolisiert. Die Widerstände 10 und 11 symbolisiert die Leitungswiderstände zwischen der Badelektrode bzw. der Startelektrode und dem posi tiven Pol der Gleichspannungsquelle. 12 ist ein Spannungsmeßgerät und 13 ein Spannungsrelais. Beide Geräte sind zwischen dem Ofen gefäßmantel 3 und dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle angeschlossen. Fig. 2 shows an equivalent circuit diagram of the furnace of FIG. 1, from which the distribution of the resistances in the electrical Krei sen can be seen. As far as in Fig. 2 the same reference numerals as in Fig. 1 are used, it is the same items as in Fig. 1. The resistor 4 symboically describes the contact resistance between the batch and the furnace vessel jacket. (In reality, there is no separate resistance between the batch and the furnace vessel.) The switch 8 symbolizes the shutdown and startup of the start electrode, as the on and off function between the start electrode and the batch when the furnace starts up. There are also two states "contact present" and "contact not present" between the bath electrode and the batch. These are symbolized by the switch 9 . The resistors 10 and 11 symbolize the line resistances between the bath electrode or the start electrode and the positive pole of the DC voltage source. 12 is a voltage measuring device and 13 is a voltage relay. Both devices are connected between the furnace vessel jacket 3 and the positive pole of the DC voltage source.

Während des Anfahrens ist die Startelektrode 6 auf die feste Charge heruntergefahren, was bedeutet, daß der Schalter 8 ge schlossen ist. Zur gleichen Zeit ist der Schalter 9 noch offen. Der positive Pol der Gleichspannungsquelle nimmt dann im Ver hältnis zur Erde eine Spannung an, die von dem Spannungsfall am Widerstand 10 abhängt. Diese Spannung wird vom Spannungs meßgerät 12 gemessen und vom Relais 13 erfaßt. Wenn der Kontakt zwischen der Startelektrode und dem Schrott schlecht ist, so bedeutet dies, daß im Ersatzschaltbild der geschlossene Schal ter 8 durch einen Widerstand ersetzt wird. Dadurch steigt die am Relais 13 und dem Spannungsmeßgerät 12 anliegende Spannung von einem normalen Wert auf einen erhöhten Wert. Wenn dabei ein im voraus eingestellter Spannungswert überschritten wird, spricht, beispielsweise über den Relaiskontakt 16, eine Alarmeinrichtung an.During start-up, the starting electrode 6 is shut down to the fixed charge, which means that the switch 8 is closed. At the same time, switch 9 is still open. The positive pole of the DC voltage source then assumes a voltage in relation to earth, which depends on the voltage drop across resistor 10 . This voltage is measured by the voltage measuring device 12 and detected by the relay 13 . If the contact between the starting electrode and the scrap is poor, this means that the closed circuit ter 8 is replaced by a resistor in the equivalent circuit diagram. As a result, the voltage applied to the relay 13 and the voltage measuring device 12 increases from a normal value to an increased value. If a previously set voltage value is exceeded, an alarm device responds, for example via the relay contact 16 .

Wenn der Schmelzverlauf so weit fortgeschritten ist, daß die Schmelze Kontakt mit der Badelektrode 7 bekommt, so bedeutet dies im Ersatzschema, daß der Kontakt 9 geschlossen wird. Die Startelektrode 6 kann nun hochgezogen werden, d. h. der Schalter 8 wird geöffnet. Ist der Schmelzkontakt zur Badelektrode gut, so erfassen die Geräte 12 und 13 eine niedrige Spannung. Ist der Schmelzkontakt schlecht, so steigt die erfaßte Spannung an. Ein schlechter Kontakt zur Badelektrode ist für die Betriebssicherheit des Ofens potentiell gefährlicher als ein schlecher Kontakt zur Startelektrode. Deshalb soll der Ofenschalter, über den der Ofen gespeist wird, abschalten, wenn die gemessene Span nung infolge eines schlechten Kontaktes der Badelektrode ei nen bestimmten Wert überschreitet. Die genannte Abschaltung kann durch den Relaiskontakt 17 bewirkt werden. Die Spannungs werte, bei denen das Alarmsignal und das Ofenabschaltsignal ausgelöst werden, können gleich groß oder verschieden groß sein.If the melting process has progressed so far that the melt comes into contact with the bath electrode 7 , this means in the alternative scheme that the contact 9 is closed. The starting electrode 6 can now be pulled up, ie the switch 8 is opened. If the melt contact to the bath electrode is good, the devices 12 and 13 detect a low voltage. If the fuse contact is bad, the detected voltage rises. Poor contact with the bath electrode is potentially more dangerous for the operational safety of the stove than poor contact with the start electrode. Therefore, the oven switch, which is used to feed the oven, should switch off when the measured voltage exceeds a certain value due to bad contact of the bath electrode. The shutdown mentioned can be effected by the relay contact 17 . The voltage values at which the alarm signal and the furnace shutdown signal are triggered can be the same size or different sizes.

Der Widerstand 4 ist eine Folge des Betriebs, und seine Größe wird von der Schlacke, dem Abrinnen usw. bestimmt. Die Relais signale sollen zeitverzögert sein, um bei elektrischen Aus gleichsvorgängen, d. h. kurzzeitigen, vorübergehenden Verläufen, ein Auslösen zu vermeiden. Die Zeitverzögerung soll auf einige Sekunden eingestellt sein und kann eventuell auch im Relais 13 eingestellt werden.Resistor 4 is a result of operation and its size is determined by the slag, runoff, etc. The relay signals should be time-delayed in order to avoid tripping in the event of electrical compensation processes, ie short-term, temporary processes. The time delay should be set to a few seconds and can possibly also be set in relay 13 .

Da die zu überwachende Spannung vom Lichtbogenstrom abhängig ist, kann es eventuell zweckmäßig sein, den Quotienten zwischen Span nung und Strom zu bilden, z. B. mit einem Differentialrelais, und somit die Kontaktwiderstände direkt zu überwachen.Since the voltage to be monitored depends on the arc current, it may be useful to use the quotient between span voltage and electricity to form, for. B. with a differential relay, and thus monitor the contact resistance directly.

Die Überwachungsanordnung spricht nicht an, bevor nicht die Oberflächenleitung, d. h. die leitende Verbindung über den Wider stand 4, entstanden ist. Um bereits zu Beginn der ersten Schmelze eines neu ausgekleideten Ofens eine richtige Überwachung zu erhalten, kann man zwischen Charge und Gefäß eine einfache provisorische Verbindung, beispielsweise über ein durch die Schlackenluke gehendes Abstecheisen, vorsehen. Man kann na türlich auch von Anfang an einen dünnen Leiter in die Boden auskleidung einmauern, der den Ofenraum elektrisch mit dem Boden verbindet.The monitoring arrangement does not respond until the surface conduction, ie the conductive connection via the counter 4 , has arisen. In order to ensure correct monitoring right at the start of the first melt of a newly lined furnace, a simple provisional connection can be provided between the batch and the vessel, for example via a tapping iron which passes through the slag hatch. Of course, you can also wall a thin conductor into the floor lining from the start, which electrically connects the furnace space to the floor.

Claims

1. Monitoring arrangement on DC arc furnaces with at least one arc electrode connected as a cathode, a starting electrode and a bath electrode, for monitoring the contact at the starting electrode, as referred to the bath electrode, characterized in that the furnace vessel jacket ( 3 ) of the furnace vessel ( 2 ) and the positive pole of the DC supply voltage are connected to a device for measuring or sensing the electrical voltage or the resistance between them.

2. Arrangement according to claim 1, characterized shows that between the positive pole of the DC supply voltage and the furnace casing a relay for Triggering of a signal when a or is exceeded several voltage or resistance values is switched.

3. Arrangement according to claim 2, characterized records that the relay with an alarm device and / or an organ for triggering the furnace switch connected is.

4. Arrangement according to claim 1, characterized records that a device for time delay of the alarm and / or the switch trigger is present.